刚性柱脚的计算! 请各位指教
lijinganne
lijinganne Lv.2
2005年08月20日 14:34:22
只看楼主

在刚性柱脚的计算中,底板的尺寸计算和是否满足的验算,只是考虑柱子传来的压力N吗?那么对于压力就是柱子的自重,而剪力V和弯矩M都较大的情况底板应怎么计算啊?敬请各位高手指教。

在刚性柱脚的计算中,底板的尺寸计算和是否满足的验算,只是考虑柱子传来的压力N吗?
那么对于压力就是柱子的自重,而剪力V和弯矩M都较大的情况底板应怎么计算啊?
敬请各位高手指教。
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水泥厂
2006年03月28日 20:38:10
2楼
是否考虑做成铰接
看看是否可行尤其对于
悬挑结构上边的集中力
应避免出现弯距,不然混凝土
结构会很大
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csq792005
2006年03月29日 13:30:43
3楼
在刚性柱脚的计算
1、σ=N/(B*L)+(-)6*M/(B*L*L)
2、T=SQRT(6M/f)
其中M=ασa*a
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eiei5651
2006年03月29日 15:18:35
4楼
刚性柱脚(以外露式为例)底板要计算压力(底板下混凝土受压力)、剪力(由锚栓拉力提供底板摩擦力)、最小底板厚度。这些验算时压力、剪力都要考虑。
剪力和弯矩都较大时要看你锚栓怎么布置了。不仅仅计算底板的。

我这里是用同济MTS算的刚性柱脚外露式的计算书,应该包括了你的问题的详细计算过程:

“H柱外露刚接”节点计算书
====================================================================
计算软件: MTS钢结构系列设计软件
计算时间: 2006年03月29日 15:05:07
====================================================================


一. 节点基本资料
采用设计方法为:常用设计
节点类型为:H柱外露刚接
柱截面:H-390*198*10*14, 材料:Q235
柱与底板的连接采用:周边角焊缝;
角焊缝的焊脚高度:8mm
底板尺寸:630 mm×440 mm,厚:20 mm
锚栓信息:个数:6
采用锚栓:M24焊板锚栓 双螺母
底板下混凝土采用C20

二. 节点受力验算
1 柱脚内力
轴力:N=300 kN
Y向剪力:Vy=0 kN
绕X向弯矩:Mx=0 kN·m
2 角焊缝验算
轴力:N=300kN
剪力:Vx=80kN
弯矩:My=80kN·m
焊脚高度为8mm;
强度设计值:f=160N/mm2
A=5.6×78/100+5.6×182/100+5.6×78/100+5.6×346/100+5.6×78/100+5.6×182/100
+5.6×78/100+5.6×346/100
=76.608cm2
σN=N/A=300/76.608 ×10=39.16N/mm2
X向弯矩为零,σMx=0N/mm2
Wy=[78×5.63/12×10-4+78×5.6×1812×10-4+182×5.63/12×10-4+182×5.6×1952×10-4
+78×5.63/12×10-4+78×5.6×1812×10-4+5.6×3463/12×10-4+78×5.63/12×10-4
+78×5.6×-1812×10-4+182×5.63/12×10-4+182×5.6×-1952×10-4+78×5.63/12×10-4
+78×5.6×-1812×10-4+5.6×3463/12×10-4]/195 ×10
=889.335cm3
σMy=My/Wy=80/889.335×103=89.955N/mm2
Ax=5.6×346/100+5.6×346/100=38.752cm2
τx=Vx/Ax=80/38.752 ×10=20.644N/mm2
Y向剪力为零,τy=0N/mm2
τ=max(|τx|,|τy|)=20.644N/mm2
焊缝组合应力:
σ=[(σN+σMx+σMx)2/1.222+τ2]0.5
=[(39.16+0+89.955)2/1.222+(20.644)2]0.5
=107.827N/mm2
107.827 <= 160,满足!
最大焊脚高度:14×1.2=16mm(取整)
8 <= 16,满足!
最小焊脚高度:140.5×1.5=7mm(取整)
8 >= 7,满足!
3 底板验算
3.1 底板下混凝土受压验算
计算底板最大受压应力和锚栓受拉力:
柱脚底板X向单向偏压,弯矩为:80 kN*m
偏心距:e=80/300 ×103=266.667 mm
底板计算方向长度:L=630 mm
底板垂直计算方向长度:B=440 mm
计算方向最外侧两锚栓间距:s=530 mm
锚栓在计算方向离底板边缘距离:d=(L-s)/2=(630-530)/2=50 mm
e1=L/6=630/6=105 mm
e2=L/6+d/3=630/6+50/3=121.667 mm
e > e2,故:
混凝土弹性模量:Ec=25500N/mm2
钢材弹性模量:Es=206000N/mm2
弹性模量比:n=Es/Ec=206000/25500=8.078
锚栓的总有效面积:Ae=1057.51 mm2
有一元三次方程的各系数如下:
A=1
B=3*(e-0.5L)=3×(266.667-630/2)=-145
C=6*Ae/B*(e+L/2-d)=6×8.078×1057.51/440×(266.667+630/2-50)=61936.908
D=-C*(L-d)=-61936.908×(630-50)=-35923406.505
解方程式:Ax3+Bx2+Cx+D=0,得:
x=313.297 mm
σc=2*N*(e+L/2-x/3)/B/x/(L-d-x/3)
=2×300×(266.667+630/2-50)/440/313.297/(630-50-313.297/3) ×103
=4.866N/mm2
锚栓群承受的拉力:Ta=N*(e-L/2+x/3)/(L-d-x/3)
=300×(266.667-630/2+313.297/3)/(630-50-313.297/3)
=35.389 kN
单个锚栓承受的最大拉力:Nta=Ta/3=35.389/3=11.796 kN
底板下混凝土最大受压应力:σc=4.866N/mm2
混凝土抗压强度设计值:fcc=10N/mm2
4.866 < 10,满足!
3.2 底板受剪验算
锚栓所承受的拉力为:Ta=35.389 kN
柱脚底板的摩擦力:Vfb=0.4*(N+Ta)=0.4×(300+35.389)=134.155 kN
柱脚所承受的剪力:V=(Vx2+Vy2)0.5=(80×80+0×0)0.5=80 kN
134.155 >= 80, 满足!
3.3 最小底板厚度验算
底板的强度设计值为:f=205N/mm2
构造要求最小板厚:tmin0=20 mm
混凝土反力作用要求的最小板厚计算:
为两边或者三边支承板,Mimax=0.06×4.866×155.563×155.563 ×10-3=7.065kN·m/m
tmin1=(6*Mimax/f)0.5=(6×7.065/205 ×103)0.5=14.38 mm
锚栓拉力作用要求的最小板厚计算:
锚栓承受的拉力为:Nta=11.796 kN (参锚栓拉力验算)
距离边缘的最大距离为:a=50 mm
锚栓的直径为:d=24 mm
tmin2=(6*T*a/(d+2*a)/f)0.5=[6×11796.208×50/(24+2×50)/205]0.5=11.799 mm
最小板厚允许值:[tmin]=max(tmin0,tmin1,tmin2)=20 mm
20 >= 20,满足!
4 锚栓验算
4.1 锚栓抗拔力验算
锚栓群承受的总上拔力设计值:fz=0kN
锚栓个数:m=6个;
锚栓采用:M24焊板锚栓 双螺母
单根锚栓承受的上拔力:f=fz/m=0/6=0kN
锚栓的抗拔力:Nt=63.5kN
0 <= 63.5,满足!
4.2 锚栓拉力验算
锚栓承受的最大拉力为:Nta=11.796kN
锚栓的拉力限值为:Nt=63.5kN
11.796 < 63.5,满足!


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